變電站綜自改造控制回路中需要注意的問題

【摘 要】 合后繼電器(簡(jiǎn)稱KKJ)在重合閘的邏輯中占有非常重要的地位。對(duì)于控制回路中沒有合后繼電器的保護(hù)裝置，在變電站綜自改造時(shí)必須妥善解決此類問題，否則將使重合閘的動(dòng)作邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成斷路器非預(yù)期重合閘。文章針對(duì)KKJ在控制回路中的作用，指出了在變電站綜自改造中存在的問題及解決方法。

【關(guān)鍵詞】 綜自改造 控制回路 重合閘 合后繼 動(dòng)作邏輯 非預(yù)期重合閘

0 引言

合后繼電器(簡(jiǎn)稱KKJ)在重合閘的邏輯中占有非常重要的的地位，現(xiàn)在生產(chǎn)的微機(jī)保護(hù)的控制回路中都有KKJ。它和保護(hù)裝置一起實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)重合閘的邏輯，比如手跳斷路器時(shí)自動(dòng)閉鎖重合閘，斷路器偷跳時(shí)自動(dòng)重合斷路器。對(duì)于早期的微機(jī)保護(hù)裝置由于控制回路沒有合后繼電器，而是靠控制屏上的控制把手KK的接點(diǎn)和保護(hù)裝置一起來實(shí)現(xiàn)重合閘邏輯。在綜自改造過程中若不妥善解決此類問題，將會(huì)使重合閘的動(dòng)作邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成非預(yù)期重合閘。本文針對(duì)KKJ在控制回路的作用，對(duì)線路重合閘作了一些簡(jiǎn)單的總結(jié)，同時(shí)也指出了在變電站綜自改造中存在的問題及解決方法。

1 采用自動(dòng)重合閘裝置的必要性

所謂的自動(dòng)重合閘裝置是將因故跳開后的斷路器按需要自動(dòng)投入的一種裝置。在電力系統(tǒng)中，由于線路通道和天氣的影響，輸電線路極易發(fā)生兩類短路故障。一類是瞬時(shí)性故障，比如，由于雷電過電壓引起的絕緣子表面閃絡(luò);大風(fēng)引起的碰線短路;樹枝引起的單相接地;通過鳥類身體引起的短路等。這類瞬時(shí)性故障在繼電保護(hù)動(dòng)作斷開故障線路后，故障點(diǎn)電弧自行熄滅，絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，這時(shí)如果能把斷開的斷路器重新自動(dòng)合上，就能夠恢復(fù)正常送電，減少停電時(shí)間，提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增大架空線路的送電容量。保證了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。另一類是永久性故障，比如，線路塔桿傾倒、斷線、線路絕緣子擊穿或損壞等。這類故障在故障線路被斷開后，故障點(diǎn)絕緣強(qiáng)度不能恢復(fù)，這時(shí)即使斷路器重新合上，也會(huì)再次被斷開。

運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，架空線路的故障絕大多數(shù)是瞬時(shí)故障，約占總故障次數(shù)的80%～90%以上。

因此在線路斷路器斷開以后，再進(jìn)行一次重合閘，就可能大大提高供電的可靠性。而自動(dòng)重合閘裝置正好能滿足自動(dòng)地、迅速地將斷開的線路斷路器重新合上的功能，所以在電力系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

2 重合閘的分類

電力系統(tǒng)重合閘的種類很多，按其動(dòng)作性能可分為機(jī)械式和電氣式;按其作用于斷路器的方式可分為三相重合閘、單相重合閘和綜合重合閘;按其動(dòng)作的次數(shù)可分為一次式和多次式。當(dāng)前電力系統(tǒng)中使用的重合閘絕大多數(shù)是一次重合閘，但是對(duì)于電容式的重合閘只能重合一次。按重合閘的使用條件可分為單側(cè)電源重合閘和雙側(cè)電源重合閘。雙側(cè)電源重合閘又可分為檢定無壓和檢定同期重合閘及非同期重合閘。在實(shí)際工作中應(yīng)用最多的是三相重合閘和單相重合閘。

3 重合的啟動(dòng)方式

從動(dòng)重合閘有兩種啟動(dòng)方式，即斷路器控制開關(guān)位置與斷路器位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式和保護(hù)啟動(dòng)方式。

不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是，簡(jiǎn)單可靠，還可以糾正斷路器誤碰或偷跳，可提高供電可靠性和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，在各級(jí)電網(wǎng)中具有良好運(yùn)行效果，是所有重合閘的基本啟動(dòng)方式。其缺點(diǎn)是，當(dāng)斷路器輔助觸點(diǎn)接觸不良時(shí)，不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式將失效。

保護(hù)起動(dòng)方式，是不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式的補(bǔ)充。同時(shí)，在單相重合閘過程中需要進(jìn)行一些保護(hù)的閉鎖，邏輯回路中需要對(duì)故障相實(shí)現(xiàn)選相固定等，也需要一個(gè)由保護(hù)啟動(dòng)的重合閘啟動(dòng)元件。其缺點(diǎn)是不能糾正斷路器誤動(dòng)。

4 變電站綜自改造中有關(guān)KKJ需要注意的問題

對(duì)于早期的微機(jī)保護(hù)由于控制回路沒有合后繼電器，而是靠控制把手KK的②-④接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)跳閘對(duì)重合閘放電。變電站綜自改造時(shí)，有的單位只是拆除線路控制屏，安裝新的線路測(cè)控制屏，并不更換保護(hù)裝置。而線路測(cè)控屏上只有遠(yuǎn)方就地把手和合閘-跳閘控制把手，并沒有多余的接點(diǎn)供重合閘邏輯使用。因此在綜自改造過程中若不妥善解決此類問題，將會(huì)使重合閘的動(dòng)作邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成非預(yù)期重合閘。

4.1 KKJ在控制回路中的作用

簡(jiǎn)單原理如圖1所示。

由圖1易知合后繼有兩個(gè)線圈，即動(dòng)作線圈和復(fù)歸線圈。當(dāng)遠(yuǎn)方合閘或手合時(shí)KKJ動(dòng)作線圈勵(lì)磁動(dòng)作，KKJ動(dòng)作后其常開接點(diǎn)接通并磁保持。使保護(hù)裝置充電，為斷路器重合閘做好準(zhǔn)備。當(dāng)遠(yuǎn)方跳閘或手跳時(shí)KKJ復(fù)歸線圈動(dòng)作，KKJ動(dòng)作后其常開接點(diǎn)返回，實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置重合閘放電。即手動(dòng)跳閘時(shí)重合閘不動(dòng)作。

4.2 控制回路中沒有合后繼電器保護(hù)裝置的重合閘邏輯

(1) 手動(dòng)跳閘閉鎖邏輯

電磁型保護(hù)和早期生產(chǎn)的微機(jī)保護(hù)裝置控制回路中并沒有KKJ，他們主要靠控制把手KK的位置接點(diǎn)和保護(hù)裝置配合來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)跳閘時(shí)閉鎖重合閘。其簡(jiǎn)單邏輯圖如圖2所示。

圖2中控制把手KK的⑥-⑦接點(diǎn)在跳閘位置接通，KK的②-④接點(diǎn)在跳閘后位置接通并保持，除非控制把手KK損壞。從圖2易知KK在合后位置時(shí)，手跳繼電器2STJ動(dòng)作，其常開接點(diǎn)接通，給保護(hù)裝置一個(gè)閉鎖重合閘開入。保證了手跳斷路器時(shí)閉鎖重合閘。

(2) 重合閘啟動(dòng)邏輯

重合閘的啟動(dòng)邏輯也是靠控制把手KK的位置接點(diǎn)和跳閘位置繼電器的接點(diǎn)串聯(lián)實(shí)現(xiàn)，其簡(jiǎn)單邏輯圖如圖3所示。

圖3中控制把手KK的接點(diǎn)在合后位置時(shí)接通并保持，從圖3易知當(dāng)KK在合后位置時(shí)，繼電器ZJ動(dòng)作，若此時(shí)保護(hù)跳閘或斷路器偷跳時(shí)，ZJ的常開接點(diǎn)與跳閘位置繼電器的接點(diǎn)串聯(lián)給保護(hù)裝置一個(gè)啟動(dòng)開入。保護(hù)裝置收到啟動(dòng)開入后，在滿足一定的條件后，發(fā)出重合脈沖，實(shí)現(xiàn)斷路器一次重合閘。

5 綜自改造后控制回路中沒有KKJ的危害

在變電站綜自過程中若不妥善解決KKJ問題將會(huì)產(chǎn)生非預(yù)期重合閘，造成事故的發(fā)生。下面從兩個(gè)方面說明沒有KKJ時(shí)產(chǎn)生的危害。

(1) 保護(hù)校驗(yàn)結(jié)束后，如果斷路器在分位，保護(hù)裝置電源和控制電源都在斷開位置。當(dāng)運(yùn)行人員恢復(fù)保護(hù)裝置電源和控制電源的時(shí)候，如果先恢復(fù)保護(hù)裝置電源后恢復(fù)控制電源，在控制電源恢復(fù)之前這段時(shí)間內(nèi)跳閘位置繼電器TWJ無輸入，保護(hù)裝置誤判斷路器在合閘位置，重合閘開始充電，經(jīng)延時(shí)后充電完畢。若此時(shí)恢復(fù)控制電源，則跳閘位置繼電器TWJ有輸入，保護(hù)裝置誤判斷路器跳閘，發(fā)出重合閘脈沖，當(dāng)滿足一定的條件后，經(jīng)整定延時(shí)后重合閘動(dòng)作，造成一次非預(yù)期斷路器重合閘。

(2) 任何原因引起的運(yùn)行中斷路器控制回路斷線(比如SF6壓力降低引起的控制回路斷線)，此時(shí)檢修人員需要將斷路器手動(dòng)機(jī)械跳閘后，進(jìn)行故障排查檢修，在控制回路斷線的時(shí)間內(nèi)TWJ常開接點(diǎn)無輸入，保護(hù)裝置誤認(rèn)為斷路器在合位，重合閘開始充電，經(jīng)過延時(shí)充電滿，再經(jīng)過檢修人員將控制回路斷線處理好后，TWJ的常開接點(diǎn)有輸入，保護(hù)裝置誤判斷路器跳閘，同樣重合閘動(dòng)作，造成一次非預(yù)期斷路器重合閘。誤傷檢修人員。

另外由于控制把手KK拆除，重合閘邏輯中的位置不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式也將失去作用。斷路器偷跳時(shí)也將無法重合，造成事故。

6 改進(jìn)方法

對(duì)此類缺陷最好的解決方法就是控制回路增加KKJ繼電器，南瑞公司和許繼公司都生產(chǎn)這種繼電器，現(xiàn)在生產(chǎn)的KKJ都是體積小巧，動(dòng)作可靠，可以直接卡在保護(hù)屏的端子排上。

這是最簡(jiǎn)單最可靠的改造方法，另外也可以更換保護(hù)裝置的操作箱，從根本上解決問題。

7 結(jié)束語

重合閘在電力系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和提高設(shè)備供電可靠率的有力保障。以上只是對(duì)控制回路中的重合閘的邏輯稍做總結(jié)和分析，其實(shí)在重合閘中還有許多重要的問題值得大家注意和研究。